Il carcinoma renale rappresenta la sesta causa di morte per cancro nei paesi industrializzati ed è il terzo tumore più comune del tratto urogenitale. In Europa, l’incidenza del cancro renale raggiunge quasi 115.000 nuovi casi all’anno. Al momento della diagnosi, il 10-20% dei pazienti con carcinoma a cellule renali (RCC) presenta metastasi sincrone e il 10-30% svilupperà metastasi metacrone dopo nefrectomia per malattia localizzata. Negli ultimi anni, sono stati compiuti notevoli progressi nel trattamento di prima linea del RCC metastatico, grazie all’arrivo di inibitori del checkpoint immunitario (ICI) e combinazioni basate su inibitori della tirosina chinasi.
Il trattamento raccomandato attualmente comprende combinazioni di pembrolizumab e axitinib, nivolumab e ipilimumab, nivolumab e cabozantinib o pembrolizumab e lenvatinib per il RCC. La sovraespressione dei bersagli degli ICI, come il PD-L1 sulla superficie delle cellule tumorali, è considerata un marker positivo di risposta al trattamento del cancro renale metastatico.
Cos’è l’effetto Warburg
Negli anni ’20, Otto Warburg descrisse un cambiamento metabolico nei tumori, caratterizzato dalla produzione di energia attraverso la glicolisi piuttosto che la fosforilazione ossidativa (OXPHOS). La glicolisi aerobica aumentava la proliferazione tumorale, l’invasione e la progressione della malattia. Uno studio basato sul Cancer Genome Atlas Research Network ha confermato il ruolo importante del “cambiamento metabolico” nella carcinogenesi renale.
Inoltre, uno studio condotto da Courtney e colleghi ha dimostrato l’aumento della glicolisi e la soppressione dell’ossidazione del glucosio nei tumori RCC rispetto ai tessuti renali non tumorali adiacenti, fornendo forti evidenze in vivo per l’effetto Warburg nei tumori renali umani.
Gli studi sulla Dieta Chetogenica
La dieta chetogenica (KD), caratterizzata da una ridotta concentrazione di glucosio, forza il corpo a produrre energia attraverso la chetogenesi piuttosto che la glicolisi. Recentemente, l’efficacia della dieta chetogenica è stata dimostrata nel rallentare la crescita tumorale e aumentare la sopravvivenza in animali con glioma maligno, neuroblastoma, cancro gastrico e cancro alla prostata. L’ipotesi è che le cellule normali possano mantenere un metabolismo energetico efficiente grazie ai corpi chetonici e alla fosforilazione ossidativa, mentre le cellule tumorali, che sottoesprimono le proteine della catena respiratoria, non possano metabolizzare i corpi chetonici per la produzione energetica. Un basso apporto di glucosio potrebbe favorire il ciclo di Krebs attraverso l’acetil-CoA e la beta-ossidazione degli acidi grassi, limitando la glicolisi e privando le cellule tumorali del loro principale substrato energetico. Studi precedenti hanno dimostrato la fattibilità e l’ottima tollerabilità della dieta chetogenica nel trattare i tumori umani, senza indurre eventi avversi seri, e in particolare senza alterare il profilo lipidico.
Materiali e metodi dello studio sul carcinoma renale
Diciotto pazienti con tumore renale sono stati inclusi in questo studio. I campioni di rene sono stati ottenuti da pazienti trattati con nefrectomia per cancro renale tra gennaio e maggio 2021. I ricercatori sono riusciti a stabilire colture primarie di carcinoma renale a cellule chiare in otto di essi.
Dopo la nefrectomia, il campione chirurgico è stato trasportato in una soluzione tampone fresca al dipartimento di Patologia per l’esame macroscopico. Dopo l’analisi anatomopatologica, un frammento non necrotico di 1 cm3 del tumore è stato selezionato e conservato a 4°C in 50 mL di PBS fino all’uso. Successivamente, è stata eseguita una digestione meccanica in condizioni sterili utilizzando due bisturi freddi. I pezzi risultanti sono stati incubati a 37°C per 90 minuti in presenza di DMEM 25mM glucosio, 1mM piruvato, 1% penicillina-streptomicina, 0.2 unità Wünsch/mL liberasi e 0.1 mg/mL DNase. La soluzione ottenuta è stata filtrata attraverso un filtro da 70 μm. Le cellule sospese sono state pelletizzate per 5 minuti a 300× g. Successivamente, le cellule sono state subcoltivate in un mezzo di coltura contenente 33% di Mix AmnioMAX™, 10% di Siero Fetale Bovino (FBS), 1% di RGEM1™, 2mM di Glutammina, 1% di penicillina e streptomicina e 54% di DMEM 25mM di glucosio pre-riscaldato a 37°C e trasferito in flask di coltura da 25 cm2. Dopo un’incubazione notturna (37°C, 5% CO2), il mezzo di coltura è stato rinnovato e le cellule non aderenti sono state rimosse. Questa procedura è stata ripetuta ogni 24 ore fino a quando i flask non erano privi di detriti e cellule non aderenti. Successivamente, il mezzo di coltura è stato cambiato ogni 2-3 giorni fino alla confluenza. Al 70-80% di confluenza, le cellule sono state lavate con PBS e distaccate utilizzando tripsina per 5 minuti. Le cellule sono state poi pelletizzate mediante centrifugazione per 5 minuti a 500× g e risospese in 2 mL di mezzo di coltura. Alcune delle cellule sono state congelate a −80°C e il resto è stato trasferito in un flask da 75 cm2 per amplificazione.
Le cellule ACHN e Renca sono state coltivate a 37°C in un’atmosfera umidificata (95% aria; 5% CO2) in DMEM ad alta concentrazione di glucosio (25mM), supplementato con 10% di FBS e 2mM di glutammina. Il mezzo è stato cambiato ogni 2 giorni. Le dosi di glucosio basso (2.8mM) e corpi chetonici (KB) sono state scelte in accordo con le concentrazioni utilizzate in precedenti studi in vitro. Per il trattamento con KB, sono stati aggiunti 5 mM di acetoacetato e β-D-idrossibutirrato al mezzo di glucosio basso, e le cellule sono state raccolte dopo 6 giorni di coltura per ulteriori analisi.
Risultati dello Studio
La dieta chetogenica ha ridotto la proliferazione delle cellule del carcinoma renale in vitro e ha indotto un cambiamento verso il metabolismo ossidativo.
Dopo 6 giorni di esposizione a glucosio basso con corpi chetonici, la proliferazione delle cellule ACHN è stata significativamente ridotta dell’11% rispetto al mezzo ad alta concentrazione di glucosio.
Inoltre, il consumo di glucosio è aumentato del 77% e la produzione di lattato è diminuita dell’86%. Il rapporto NADH/NAD+ citosolico è stato significativamente ridotto, suggerendo un cambiamento dal metabolismo glicolitico a quello ossidativo.
In vivo, la dieta chetogenica ha ridotto la crescita tumorale e aumentato l’espressione del gene CD274 nei topi xenotrapiantati con cellule ACHN.
Dopo 8 settimane, la crescita tumorale media era del 930 ± 50% nel gruppo di controllo contro il 190 ± 70% nel gruppo trattato con dieta chetogenica.
Inoltre, il livello di chetoni nel sangue era significativamente più alto e il livello di glucosio nel sangue era significativamente più basso nei topi con dieta chetogenica rispetto al gruppo di controllo.
Uno studio promettente
Questo studio ha dimostrato che la dieta chetogenica può ridurre significativamente la proliferazione delle cellule del carcinoma renale e favorire un cambiamento verso il metabolismo ossidativo sia in vitro che in vivo.
Questi risultati suggeriscono che la dieta chetogenica potrebbe essere un approccio promettente come trattamento adiuvante per migliorare l’efficacia delle terapie immunitarie nel carcinoma renale.
Questo articolo è basato su questa pubblicazione scientifica.